Білий фосфор, червоний і чорний - характеристики і застосування
Фосфор є досить поширеним хімічним елементом на нашій планеті. Його назва перекладається як «світлоносний», тому що в чистому вигляді він яскраво світиться в темряві. Відкритий цей елемент був абсолютно випадково, алхіміком Хеннингом Брандо, коли той намагався витягти золото з сечі. Так фосфор став першим елементом, який алхіміки змогли добути за допомогою своїх експериментів.
Характеристика фосфору
Він хімічно дуже активний, тому в природі його можна зустріти тільки у вигляді мінералів - сполук з іншими елементами, яких налічується 190 видів. Найважливіше з'єднання - це фосфат кальцію (мінерал апатит). Зараз відомо багато різновидів апатитів, найпоширенішим з яких є фторапатит. З апатитів різних видів складаються осадові гірські породи - фосфорити.
Для живих організмів фосфор має дуже важливе значення, оскільки входить до складу як рослинного, так і тваринного білка у вигляді різних сполук.
У рослинах цей елемент міститься переважно в білках насіння, а в організмах тварин - в різних білках крові, молока, клітинах мозкової і нервової тканин. Велика кількість фосфору міститься у вигляді фосфату кальцію в кістках хребетних тварин.
Фосфор існує в трьох аллотропних модифікаціях: білий фосфор, червоний і чорний. Давайте розглянемо їх докладніше.
Білий фосфор можна отримати, якщо швидко охолодити його пари. Тоді утворюється тверда кристалічна речовина, яка в чистому вигляді абсолютно безбарвно і прозоро. Білий фосфор, призначений для продажу, зазвичай забарвлений в злегка жовтуватий колір і за своїм зовнішнім виглядом дуже нагадує віск. У холоді ця речовина стає крихким, а при температурі вище 15 градусів набуває м'якість, і його можна легко розрізати ножем.
У воді білий фосфор не розчиняється, але зате добре піддається органічних розчинників. На повітрі він дуже швидко окислюється (починає горіти) і при цьому світиться в темряві. Власне, уявлення про світиться субстанції та детективні розповіді про собаку Баскервілів пов'язані саме з білим фосфором. Він є сильною отрутою, який смертельно діє навіть у малих дозах.
Червоний фосфор - це тверда речовина темно-червоного кольору, яке за своїми властивостями разюче відрізняється від описаного вище. Окислюється на повітрі він дуже повільно, в темряві не світиться, загоряється тільки при нагріванні, в органічних розчинниках його розчинити неможливо, і він не є отруйним. При сильному нагріванні, при якому відсутня доступ повітря, він, не плавлячись, перетворюється на пару, з якого при охолодженні і виходить білий фосфор. При горінні обох елементів утворюється оксид фосфору, що доводить наявність в їх складі одного і того ж елементу. Інакше кажучи, вони утворені одним елементом - фосфором - і є його аллотропной модифікаціями.
Чорний фосфор отримують з білого при 200 градусах Цельсія під високим тиском. Він має шарувату структуру, металевий блиск і зовні схожий на графіт. З усіх твердих видів даної речовини він найменш активний.
Застосування фосфору
Сучасне виробництво фосфору - близько мільйона тонн на рік. Основні виробники: США, Голландія, Канада, Німеччина.
Основну частину видобутого фосфору витрачають на отримання термічної фосфорної кислоти, яка використовується при виробництві добрив і фосфатів. Білий фосфор застосовують як димоутворювальну і запальне засіб, в тому числі і для трасуючих боєприпасів.
Червоний використовують для виготовлення запальною поверхні сірникової коробки, а у виробництві ламп розжарювання він виступає як газопоглинач.
Фосфор знайшов своє застосування і в металургії. Його використовують як добавки для отримання легованих сплавів, припоїв, магнитомягких і антифрикційних сплавів.